TW201511347A - 發光二極體封裝結構及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種發光二極體封裝結構，包含有一基板、一發光二極體晶片、一絕緣層，以及一螢光膠層，基板具有一正極接點及一負極接點，發光二極體晶片固定於基板且具有一正極端及一負極端，發光二極體之正、負極端分別電性連接基板之正、負極接點，此外，基板之表面設有一絕緣層，絕緣層環繞於發光二極體晶片之周圍，絕緣層之表面設有一螢光膠層，螢光膠層包覆住發光二極體晶片。藉此，本發明之發光二極體封裝結構能夠達到降低製造成本及縮小封裝體積的功效。

Description

發光二極體封裝結構及其製造方法
本發明與發光二極體有關，尤指一種發光二極體封裝結構及其製造方法。
傳統發光二極體的封裝製程是將發光二極體晶片固定在基板上之後，接著利用打線接合方式將多數條導線(如金線)連接在發光二極體晶片與基板之間，最後再利用一封膠體(如環氧樹脂)將發光二極體晶片進行封裝，但是此一封裝結構會因為晶片的電路導通需求及導線的連接關係而無法有效減少整體厚度，導致在應用於產品時會缺乏競爭力。
為了解決上述問題，中華民國公開第201013858號專利案是將晶粒配置在兩個以上下堆疊方式設置之基板內，再搭配單面或雙面的重新分配層(Redistribution Layer，RDL)來減少整體封裝結構的厚度。然而，此習用專利案的製程相當複雜，實際上所能減少厚度的效果也是有限，並無法真正達到降低製造成本及減少封裝厚度的目的。
本發明之主要目的在於提供一種發光二極體封裝結構，其能降低製造成本及減少封裝厚度。
為了達成上述主要目的，本發明之發光二極體封 裝結構包含有一基板、一發光二極體晶片、一絕緣層，以及一螢光膠層。該基板具有一正極接點及一負極接點，該正、負極接點位於該基板之同一側；該發光二極體晶片設於該基板且具有一正極端及一負極端，該發光二極體之正極端電性連接該基板之正極接點，該發光二極點之負極端電性接觸該基板之負極接點；該絕緣層設於該基板且環繞於該發光二極體晶片之周圍；該螢光膠層設於該絕緣層之表面且包覆住該發光二極體晶片。
本發明之次要目的在提供一種前述發光二極體封裝結構之製造方法，其能有效簡化製程。
為了達成上述次要目的，本發明之製造方法包含有下列步驟：A)對該基板之表面形成出一膠槽；B)形成一防焊層在該基板之表面，該防銲層具有一開口，使該基板之表面經由該開口曝露出該膠槽及一鄰接該膠槽之負極接點區；C)電鍍一導電層在該基板之負極接點區；D)去除該防焊層；E)形成一絕緣層於該基板之表面，該絕緣層具有一第二開口，使該基板之表面經由該第二開口曝露出該膠槽、該導電層，以及一鄰接該膠槽之正極接點區；F)分別電鍍一焊料層於該正極接點區及該導電層之表面，使該二焊料層分別形成該正極接點與該負極接點；G)藉由一設於該膠槽內之導電膠而將該發光二極體晶片固定於該基板，並且使該發光二極體晶片之正、負極端分別黏合於該二焊料層；H)對該發光二極體晶片進行熱壓，使該二焊料層熔解而將該發光二極體晶片之正、負極端分別固定於該二焊料層所形成之正、負極 接點；I)佈設該螢光膠層於該絕緣層之表面，使該螢光膠層包覆住該發光二極體晶片。
藉此，本發明之發光二極體使用單一基板即能完成該發光二極體晶片的封裝製程，相較於傳統打線接合製程或習用專利案之製造方法，本發明之發光二極體封裝結構更能有效降低製造成本及減少封裝體積。
「第一實施例」
10‧‧‧發光二極體封裝結構
20‧‧‧基板
21‧‧‧纖維預浸材
22‧‧‧第一金屬層
221‧‧‧膠槽
23‧‧‧第二金屬層
24‧‧‧正極接點
25‧‧‧負極接點
26‧‧‧防焊層
262‧‧‧第一開口
27‧‧‧負極接點區
28‧‧‧導電層
29‧‧‧焊料區
30‧‧‧發光二極體晶片
32‧‧‧正極端
34‧‧‧負極端
36‧‧‧導電膠
38‧‧‧熱壓盤
40‧‧‧絕緣層
42‧‧‧第二開口
50‧‧‧螢光膠層
「第二實施例」
52‧‧‧螢光膠層
60‧‧‧發光二極體封裝結構
70‧‧‧基板
72‧‧‧透明層
74‧‧‧金屬層
第1圖為本發明第一實施例之結構示意圖。
第2圖為本發明第一實施例之製造方法的流程圖。
第3圖為本發明第二實施例之結構示意圖。
請參閱第1圖，為本發明第一實施例之發光二極體封裝結構10，包含有一基板20、一發光二極體晶片30、一絕緣層40，以及一螢光膠層50。
基板20在本實施例中具有一纖維預浸材21、一第一金屬層22，以及一第二金屬層23。纖維預浸材21是由玻璃纖維及環氧樹脂所構成之複合材料，第一、第二金屬層22、23(在此以銅箔為例)分別貼設於纖維預浸材21之正、背兩面。此外，基板20更具有一正極接點24及一負極接點25，正、負極接點24、25相對地設於第一金屬層22之表面而位於基板20之同一側。
發光二極體晶片30固定於基板20之第一金屬層22的表面，並且具有一正極端32及一負極端34，發光二極體晶 片30之正極端32電性連接基板20之正極接點24，發光二極體晶片30之負極端34電性連接基板20之負極接點25。
絕緣層40佈設於基板20之第一金屬層22的表面且環繞於發光二極體晶片30之周圍，用以對基板20之正、負極接點24、25及發光二極體晶片30之正、負極端32、34提供絕緣保護效果。值得一提的是，絕緣層40的顏色以不吸光的白色為最佳選擇，以避免吸收發光二極體晶片30所產生的光線而影響發光效果。
螢光膠層50設於絕緣層40之表面且包覆住發光二極體晶片30，用以提升發光二極體晶片30的發光效率。螢光膠層50是由環氧樹脂與螢光粉混合而成。
以上為本發明之發光二極體晶片10的詳細結構，以下再就本發明之製造方法進行說明，如第2圖所示：
步驟A)：對基板20之第一金屬層22的表面以蝕刻技術形成出一膠槽221。
步驟B)：塗佈一防焊層26在基板20之第一金屬層22的表面且留有一第一開口262，使基板20之第一金屬層22的表面經由第一開口262曝露出膠槽221及一鄰接膠槽221之負極接點區27。
步驟C)：以電鍍方式在基板20之負極接點區27形成一導電層28(材質以銅為最佳選擇)。
步驟D)：去除防焊層26。
步驟E)：塗佈絕緣層40於基板20之第一金屬層22的表面且留有一第二開口42，使基板20之第一金屬層22 的表面經由第二開口42曝露出膠槽221、導電層28，以及一鄰接膠槽221之正極接點區29。
步驟F)：以電鍍方式分別於基板20之正極接點區29及導電層28之表面形成一焊料層(材質以錫鉛合金為最佳選擇)，使兩個焊料層分別形成基板20之正極接點24與負極接點25。
步驟G)：設置一導電膠36(如銀膠)於基板20之膠槽221內，接著藉由導電膠36將發光二極體晶片30固定於基板20之第一金屬層22的表面，並在固定之後使發光二極體晶片30之正、負極端32、34分別黏合於其中一個焊料層。
步驟H)：藉由一熱壓盤38對發光二極體晶片30進行熱壓合，使兩焊料層熔解而將發光二極體晶片30之正、負極端32、34及兩焊料層所形成之正、負極接點24、25固定在一起，以完成發光二極體晶片30與基板20之間的電性連接關係。
步驟I)：塗佈螢光膠層50於絕緣層40之表面，使螢光膠層50包覆住發光二極體晶片30，如此即完成本發明之發光二極體封裝結構10的製造。
綜上所陳，本發明第一實施例之發光二極體封裝結構10使用單一基板20就能完成發光二極體晶片30的封裝製程，相較於傳統打線接合製程或習用專利案所使用之兩個上下堆疊之基板及重新分配層的佈線設計，本發明之發光二極體封裝結構10不但製程相對簡單而降低製造成本，同時更能有效減少封裝體積而達到本發明之目的。
請再參閱第3圖，為本發明第二實施例之發光二極體封裝結構60，其與前述實施例的主要差異在於基板70的結構不同。詳而言之，基板70在本實施例中具有一透明層72，透明層72的材質以聚對苯二甲酸乙二酯(俗稱PET)為最佳選擇，透明層72之正面貼設有一金屬層74(在此以銅箔為例)，金屬層74之表面塗佈有絕緣層40，絕緣層40之表面再塗佈有螢光膠層50，透明層72之背面塗佈有另一螢光膠層52，螢光膠層52同樣是由環氧樹脂與螢光粉混合而成，使得發光二極體晶片30的光線可以從基板70之正、背兩面同時發射出去。另一方面，本發明第二實施例之製造方法與前述實施例之製造方法的最大差別在於增加了將螢光膠體52塗佈於基板70之透明層74的背面的流程，其餘步驟則是幾乎完全相同，故在此容不再贅述其細部流程。
藉此，本發明第二實施例之發光二極體封裝結構60不但具有上述實施例之降低製造成本及減少封裝厚度的特色，另外再利用基板70之透明層72及雙面螢光膠層50、52的設計，使本發明之發光二極體封裝結構60可以達到雙面發光的效果。
10‧‧‧發光二極體封裝結構
20‧‧‧基板
21‧‧‧纖維預浸材
22‧‧‧第一金屬層
23‧‧‧第二金屬層
24‧‧‧正極接點
25‧‧‧負極接點
30‧‧‧發光二極體晶片
32‧‧‧正極端
34‧‧‧負極端
40‧‧‧絕緣層
50‧‧‧螢光膠層

Claims (10)

  1. 一種發光二極體封裝結構，包含有：一基板，具有一正極接點及一負極接點，該正、負極接點位於該基板之同一側；一發光二極體晶片，設於該基板且具有一正極端及一負極端，該正極端電性連接該基板之正極接點，該負極端電性連接該基板之負極接點；一絕緣層，設於該基板且環繞於該發光二極體晶片之周圍；以及一螢光膠層，設於該絕緣層之表面且包覆住該發光二極體晶片。
  2. 如請求項1所述之發光二極體封裝結構，其中該基板具有一纖維預浸材、一第一金屬層，以及一第二金屬層，該纖維預浸材具有一正面及一背面，該第一、第二金屬層分別設於該纖維預浸材之正、背兩面；該正、負極接點設於該第一金屬層之表面。
  3. 如請求項1所述之發光二極體封裝結構，其中該基板具有一透明層及一金屬層，該透明層具有一正面及一背面，該金屬層設於該透明層之正面；該正、負極接點設於該金屬層之表面。
  4. 如請求項3所述之發光二極體封裝結構，其中該透明層之背面設有另一螢光膠體。
  5. 如請求項1所述之發光二極體封裝結構，其中該絕緣層為白色。
  6. 一種發光二極體封裝結構之製造方法，包含有下列步驟：A)對一基板之表面形成一膠槽；B)形成一防焊層在該基板之表面，該防銲層具有一第一開口，使該基板之表面經由該第一開口曝露出該膠槽及一鄰接該膠槽之負極接點區；C)電鍍一導電層在該基板之負極接點區；D)去除該防焊層；E)形成一絕緣層於該基板之表面，該絕緣層具有一第二開口，使該基板之表面經由該第二開口曝露出該膠槽、該導電層，以及一鄰接該膠槽之正極接點區；F)分別電鍍一焊料層於該正極接點區及該導電層之表面；G)藉由一設於該膠槽內之導電膠而將一發光二極體晶片固定於該基板，並且使該發光二極體晶片之一正極端及一負極端分別黏合於該二焊料層；H)對該發光二極體晶片進行熱壓合，使該二焊料層熔解而將該發光二極體晶片之正、負極端分別固定於該二焊料層；以及I)形成一螢光膠層於該絕緣層之表面，使該螢光膠層包覆住該發光二極體晶片。
  7. 如請求項6所述之發光二極體封裝結構之製造方法，其中該基板具有一纖維預浸材、一第一金屬層，以及一第二金屬層，該纖維預浸材具有一正面及一背面，該第一、第二金屬層分別設於該纖維預浸材之正、背兩面層；在步驟A)中係對該基板之第一金屬層的表面蝕刻出該膠槽。
  8. 如請求項6所述之發光二極體封裝結構之製造方法，其中該基板具有一透明層及一金屬層，該透明層具有一正面及一背面，該金屬層設於該透明層之正面；在步驟A)中係對該基板之金屬層蝕刻出該膠槽。
  9. 如請求項8所述之發光二極體封裝結構之製造方法，在步驟I)中，佈設另一螢光膠體於該基板之透明層的背面。
  10. 如請求項6所述之發光二極體封裝結構之製造方法，在步驟E)中，該絕緣層為白色。
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